Žemės atmosfera, matoma iš kosmoso, yra maždaug 1000 km storio šviesiai mėlynas sluoksnis, kuris palaipsniui pereina į kosminę erdvę. Erdvėlaiviui artėjant prie Žemės, dėl trinties su atmosfera smarkiai pakyla temperatūra. Atmosfera apsaugo Žemę nuo kosminių kūnų, pvz., meteorų, kurie dažniausiai sudega atmosferoje. Erdvėlaivis, skriedamas 25 km aukštyje, praskrenda pro ozono sluoksnį, kuris sulaiko pavojingus Saulės spindulius. Ozono sluoksnį ardo žmonių veiklos išskiriamos cheminės medžiagos. Erdvėlaivis, leisdamasis 10 km aukštyje, patenka į debesis ir jaučia stiprų šoninį vėją, o nusileidžia kaip lėktuvas.

Atmosfera sudaryta iš kelių skirtingų savybių sluoksnių. Pagrindiniai atmosferos sluoksniai nuo Žemės paviršiaus kylant aukštyn yra: troposfera (kurioje yra Everestas), stratosfera (kurioje yra ozono sluoksnis), mezosfera (kurioje sudega meteorai), termosfera (kurioje susidaro Šiaurės pašvaistė) ir egzosfera.

Troposfera yra žemiausias ir svarbiausias žmonėms atmosferos sluoksnis. Jame vyksta visi orų reiškiniai: susidaro debesys, pučia vėjas, lyja, žaibuoja, keičiasi temperatūra. Troposferos oras yra dujų mišinys, sudarytas iš 78% azoto, 21% deguonies ir 1% kitų dujų, įskaitant vandens garus ir dulkes. Deguonis yra būtinas gyvūnams ir žmonėms kvėpuoti, jį gamina augalai. Deguonies koncentracija mažėja kylant aukštyn troposferoje.

Žemė veikia panašiai kaip šiltnamis. Atmosferoje esančios dujos (daugiausia vandens garai ir anglies dioksidas) veikia kaip stiklas – praleidžia Saulės spindulius, kurie įšildo sausumą ir vandenį. Dalis šilumos grįžta į kosmosą, o dalį sulaiko šios 'šiltnamio dujos'. Tai yra natūralus procesas – šiltnamio reiškinys. Žmonių ūkinė veikla (šiluminės jėgainės, gamyklos, transportas) didina kenksmingų medžiagų, įskaitant šiltnamio dujas, kiekį ore, sukeldama oro taršą. Dėl padidėjusio šiltnamio dujų kiekio kyla Žemės temperatūra, keičiasi orų sąlygos, tirpsta ledynai ir kyla grėsmė gyvybei. Siekiant mažinti oro taršą, kuriami mažiau taršūs automobiliai ir įrengiami oro valymo filtrai.